为你解答疑问

查找关于在各行业中使用 Thermo Scientific 食品 X 射线检测、金属检测与检重设备的常见问题解答。


烘焙食品与零食常见问题(FAQs)

在加工与包装产线上,有多个位置安装检测与检验系统都能对上市食品的质量、准确性与安全性产生积极影响。以下是一些最常见的问题与解答,帮助你为烘焙食品与零食行业选择最佳的食品安全检测系统。

“产品效应”是指:由于产品的多种典型属性叠加,干扰金属检测器区分“真实金属污染物信号”和“由产品本身产生的误报信号”的能力。当产品具有导电性并影响食品金属检测器产生的磁场时,就可能出现产品效应。这通常发生在高盐、高水分的产品环境中。例如,刚出炉的温热面包加上其盐含量,往往会产生较强的产品效应。这些特性会削弱金属检测器区分真实的非铁金属污染物与由面包自身产生信号的能力。由于每条面包的密度、气泡及其他物理特性各不相同(不同面包类型之间也存在差异),这一问题会进一步复杂化。在这种情况下,食品 X 射线检测设备通常能获得显著更好的效果,因为 X 射线检测不受产品效应影响。

将面包通过 X 射线设备进行检测的理想时间是在装袋之前。面包通常以最长边为前导方向输送通过 X 射线机。在入口处有铅屏蔽帘,有时会在面包通过时导致面包侧翻。这对 X 射线机本身不是问题;但错误的朝向会对紧随其后的装袋工序产生不利影响。在产量较小、速度较慢的特色面包产线上,可将面包摆放为短边前导的方向。以该方向进入设备可尽量减少屏蔽帘与面包的接触,从而避免面包翻滚侧翻。

由于贝果与椒盐卷饼通常以多件装销售,检测目标既包括污染物检出,也包括数量核对。此外,生产过程中可能会出现断裂碎片。食品 X 射线检测是最佳技术,因为它可用于识别椒盐卷饼的断裂碎片或(多包装)缺失的组件/数量不足。

针对蛋糕和派所推荐的食品安全检测设备类型取决于所使用的包装材料。由于大多数派装在铝箔烤盘中,食品金属检测器可用于检查原料与面团。然而,当派已放入铝箔盘和/或纸盒(折叠纸盒)后,应使用 X 射线检测。蛋糕有时也会使用铝箔盘、折叠纸盒和金属化薄膜包装,因此推荐的检测方案同样是 X 射线。

食品金属检测器在冷冻烘焙食品上表现非常好,因为冷冻产品不再具有“刚出炉”产品那样强的产品效应。挑战在于确保冷冻设备效率足够,并能将产品保持在正确温度。如果产品未完全冻结,其未冻结的中心在检测器看来可能会“像一块金属”,从而造成误判。

 

此外,许多蛋糕和派在生产后会立即冷冻,因此有些烘焙商会选择在装箱(case packed)之后再进行检测,使用能够适配箱体尺寸的食品 X 射线检测设备。

尽管大多数零食不像烘焙食品那样存在明显的产品效应问题,但由于所选包装材料的影响,污染物检出会面临挑战。目前市面上大多数零食采用金属化薄膜包装,通过制袋充填封口(form-fill-seal,f/f/s)设备或枕式包装机(flow wrapper)成袋。这意味着此类包装不适合使用金属检测器。此外,由于包装通常较小,在食品金属检测设备上进行剔除也更具挑战。在这些工艺与材料障碍下,食品 X 射线检测设备是解决零食检测挑战的理想方案。

对于能量棒等类似零食产品,可使用食品 X 射线检测来识别缺失或断裂的块/片。

任何检测系统都存在一定的漏检概率。金属类型、形状、位置、产品效应等都会影响对金属污染物的检出。Multiscan 技术可提供无可匹敌的灵敏度,在乳制品、肉类、禽类、面包等高产品效应的挑战性应用中,以最高概率检出铁磁性金属、非铁金属与不锈钢金属污染物。Multiscan 能显著降低漏检数量,因为它相当于让同一包装在不同频率下连续通过五台串联的金属检测器进行检测。

检重秤是多数包装产线的关键组成部分。确保装入足够产品以达到标签标示重量,涉及法规合规与品牌权益;同时也必须避免因过量灌装而“赠送”昂贵配料。此外,对于包装公差要求严格的产品(例如需要装入特定尺寸包装膜中的能量棒),一旦产品尺寸超出公差,可能会迅速导致产线停机。食品检重秤可向生产端实时发出信号,便于快速调整,确保满足规格要求。

在烘焙食品/零食的生产过程中,有多个环节适合应用食品安全检测(金属检测、X 射线检测)与检重技术。以下是一些示例:

  • 来料原辅料。多数大型烘焙企业会要求供应商满足特定 HACCP(危害分析与关键控制点)目标,可能要求使用金属检测器并提供检测证明等。即便已采取这些方法,仍有一些企业会对来料进行复检。典型的来料检测包括落料式(drop-through)与散料流动式(bulk flow)金属检测器。
  • 面团阶段。在产品烘烤或进一步加工前,这是进行上游检测的理想位置。此阶段不涉及金属包装材料,因此首选设备是金属检测器。能量棒等产品也适合在包装前检测:可在压延成型后、单条切割后,或进入包装膜之前进行检测;当然也可选择在包装后检测。
  • 烘烤后/包装前。检测设备类型取决于产品类型以及其配方是否产生“产品效应”。如面包这类温热、湿润且高盐的产品更适合使用 X 射线设备;而对通常惰性的零食产品,金属检测器表现良好。此阶段也可布置检重秤,确保产品重量落在最小/最大规格范围内,避免在包装阶段因份量过大等问题导致停线。检重秤还可用于确认后段添加的组分(如糖霜和其他配料)是否已正确投放。
  • 包装后。推荐的检测设备类型取决于该产品所选用的包装材料或材料组合。含金属成分的包装(如铝箔托盘或金属化复合结构)更适合 X 射线检测;不含金属成分的柔性材料、纸板折叠纸盒,及二者组合,则非常适合使用金属检测器。检重秤也常布置在该工序阶段。
  • 装箱后。有些烘焙商或加工商更倾向于在最终装箱包装后进行检测。通常使用 X 射线检测,前提是设备开口尺寸足以容纳箱体。除异物检测外,X 射线系统检测缺失件的能力还能帮助确认箱内已装入规定数量。在某些情况下,尤其当产线末端未配置 X 射线检测时,会在此处布置检重秤,以帮助确保箱内包含正确数量的包装。

乳制品常见问题(FAQs)

选择合适的乳制品检测、异物检出与检重技术,取决于产品特性与材料,以及生产环境。以下是一些乳制品检测常见问题(FAQ)及解答,帮助你为具体应用选择最佳的乳制品检测设备与系统,无论是牛奶、奶酪、酸奶、调味酱/沙拉酱、奶油,还是其他产品。

乳制品生产过程中,以下四个位置最能从检测(金属检测、X 射线检测与检重)中获益:

  • 来料原辅料。对于希望在原辅料(如粉末、果粒或坚果)进入成品配方前进行检验的乳品企业而言,落料式(drop-through)与散料流动式(bulk flow)金属检测器是理想选择。
  • 液体管道流程。金属检测器可用于管道式(pipeline)应用,适用于冰品等新奇制品(novelties)及其他液体灌装产品。
  • 灌装/包装后。乳制品检测设备的选择取决于产品类型以及其产生“产品效应”的可能性。由于许多乳制品含水量较高,此阶段更适合采用 X 射线检测。也可在此布置检重秤,确保产品重量处于最小/最大规格范围内;并可选配电子实时反馈给灌装机,实现在线快速调整。
  • 装箱后。有些乳品企业会从最终包装或箱内装箱后的检测中获益。通常可采用 X 射线检测,前提是箱体高度小于 8 英寸且设备开口尺寸足以容纳箱体。X 射线系统还可用于确认箱内装入的数量符合规定。在某些情况下,检重秤也可承担这一“数量核对”的功能。

对于装在纸盒、罐、瓶或软包装袋中的乳制品,链式检重秤的产线速度最高可达每分钟 700 包(packages)。它适用于干燥与潮湿两种环境。

管道式 X 射线检测是此类乳制品检测的最佳方法,因为配方可能复杂且经常调整。配方变化会导致产品效应变化,从而对金属检测器性能产生不利影响。

许多酸奶产品使用铝箔或金属化盖膜来保鲜并防拆封,因此最适合采用 X 射线检测。

为验证木棒是否位置正确,甚至是否确实在包装内,X 射线系统是最适合的解决方案。

对于预称重包装的单份装、切片或碎丝奶酪,X 射线设备可能是更好的选择。除异物检测外,X 射线系统还可测量切片厚度,并统计单独包装的奶酪条数量。对于瑞士奶酪等非均匀产品,X 射线检测同样有效。

与酸奶油(sour cream)等其他“新鲜乳制品”类似,茅屋奶酪被视为具有导电性,因而会产生产品效应。因此,X 射线检测比金属检测更合适。另外,检重秤对这类产线也很有效,可帮助避免因超出标签重量而“让利”,或防止包装内产品少于标签所示。

与茅屋奶酪及其他“新鲜乳制品”类似,酸奶油被视为具有导电性,因而会产生产品效应。因此,X 射线检测比金属检测更合适。另外,检重秤对这类产线也很有效,可帮助避免因超出标签重量而“让利”,或防止包装内产品少于标签所示。

X 射线检测最适合用于检出污染物,同时还能帮助确认量勺等组件是否存在。灵敏度出色的落料式(drop-through)金属检测器也可用于该应用。

对包装食品与散装食品进行 X 射线检测已被证明极其安全。目前没有任何有记录的证据表明,X 射线会对设备操作人员、通过设备的食品本身或最终消费者产生不良健康影响。


宠物食品常见问题(FAQs)

各种规模的宠物食品制造商都需要工业检重秤与异物检出技术,以帮助实现品牌保护并获得安心保障。当前宠物食品市场产品繁多,从干粮(kibble)与罐头食品到现制餐食、零食以及有助于宠物免疫、消化与关节健康的补充剂不一而足。以下是宠物食品制造商最常提出的一些问题。

“产品效应”是指:由于产品的多种典型属性叠加,干扰金属检测器区分“真实金属污染物信号”和“由产品本身产生的误报信号”的能力。当产品具有导电性并影响食品金属检测器产生的磁场时,就可能出现产品效应。这通常发生在高盐、高水分的产品环境中。例如,湿猫粮因含水量与盐含量较高,会呈现更明显的产品效应。这些特性会削弱金属检测器区分真实的非铁金属污染物与由猫粮自身产生信号的能力。在这种情况下,工业 X 射线检测设备通常能获得显著更好的效果,因为 X 射线检测不受产品效应影响。

在宠物食品生产过程中,有多个环节适合应用食品安全检测(金属检测、X 射线检测)与检重技术。以下是一些示例:

  • 来料原辅料。大型宠物食品生产商可能要求供应商满足特定 HACCP(危害分析与关键控制点)目标并提供检测证明。即便已采取这些方法,仍有一些企业会对来料进行复检。典型的来料检测包括落料式(drop-through)与散料流动式(bulk flow)金属检测器。
  • 混合/熬炼(rendering)后。工业搅拌机或混合机等加工设备会随时间老化,可能将微小金属颗粒或金属屑带入正在加工的产品中。因此,应在该类工艺设备之后布置检测设备,尽可能在生产早期捕捉污染物,避免影响最终产品质量或损坏下游设备。检测设备类型取决于产品类型以及其配方是否产生产品效应:湿润/含水宠物食品更适合 X 射线设备;而干粮(kibble)等干燥型宠物食品则适合采用金属检测器。
  • 灌装/包装后。推荐的检测设备类型取决于该产品所选用的包装材料或材料组合。含金属成分的包装(如铝箔托盘、金属罐、铝箔袋或金属化硬质结构)更适合 X 射线检测。无金属成分的柔性材料、纸板折叠纸盒、袋装或软包装袋(pouches)则既可搭配金属检测器,也可搭配 X 射线检测系统,表现良好。此阶段检重秤常与金属检测器或 X 射线检测系统组合使用,以帮助确保产品重量与标签印刷信息一致。
  • 装箱后。装箱后也是一个良好的检测点,因为这是成品离厂前的最后一站。推荐的检测设备类型取决于单个产品的包装材料;通常采用 X 射线检测。除污染物检出外,X 射线系统检测缺失件的能力还能帮助确认箱内已装入规定数量。在某些情况下,尤其当产线末端未配置 X 射线检测时,会在此处布置检重秤,以帮助确保箱内包含正确数量的包装。

金属检测非常适用于干粮/颗粒型宠物食品及零食,因为它们不像湿润/含水宠物食品那样存在明显的产品效应。金属检测设备可在工艺流程的任何环节,对即便极小的金属污染物提供可靠且具成本效益的防护。如果包装材料含金属成分,则更应选择 X 射线检测。此外,如果还担心石子、高密度塑料或玻璃等其他污染物,X 射线检测系统也能检出这些污染物。

由于湿润/含水宠物食品的产品效应较高,X 射线检测是检出金属、玻璃、石子及其他高密度异物等污染物的最佳技术。

为帮助确保宠物食品加工商不会出现装量不足或过量灌装,可使用检重秤核验每个包装的正确重量。准确的重量既能避免因过量而“赠送”昂贵产品,也能避免因装量不足而遭监管机构处以高额罚款。

对于装在纸盒、罐、瓶或软包装袋(pouches)中的宠物食品,链式检重秤的产线速度最高可达每分钟 700 包(packages)。它适用于干燥与潮湿两种环境。

对包装食品与散装食品进行 X 射线检测已被证明极其安全。目前没有任何有记录的证据表明,X 射线会对设备操作人员、通过设备的食品本身或最终食用这些产品的宠物产生不良健康影响。


在线检重秤

在线检重设备可对运动中的产品进行称重,并对不符合规格的产品进行分类、计数与剔除。检重秤有助于确保出厂的包装产品重量与标签标示重量一致,甚至还能确认最终包装内是否包含所有应有的组件/件数。以下是关于动态检重秤的一些常见问题(FAQs)与解答。

检重秤由控制器和称重框架组成。称重框架通常包含 3 个部分:进料段、称重段和出料段。被称重的包装会经历以下步骤:

  • 包装从客户输送线进入检重秤的进料段。进料输送带与称重台的输送速度相同。
  • 包装在称重台的称重传感器(weigh cell)上完成称重。
  • 包装进入检重秤出料段,并根据检重秤设定被判定为“合格放行”或“不合格剔除”。
  • 合格包装被输送至客户下游输送线。

包装可通过皮带(电机驱动)、链条(电机牵引前行)和/或滑轨(skates/slider)进行输送。若测得重量不符合规格,产品可通过气吹、推杆(pusher)、敲击器(bopper)、分流器(diverters)或翻板(drop flaps)等方式进行剔除。包装之间保持理想间距可进行“归零(zeroing)”操作,从而获得最大称重精度。

检重秤既可用于食品包装,也可用于非食品包装。肉类、乳制品、湿/干原料、烘焙食品、糖果类产品、药品、个人护理用品,甚至水泥等建材袋装产品都可进行称重。不同形态与结构的物品,例如下列类型,均可在检重秤上称重:

  • 刚性包装(罐装、纸板包装、塑料、玻璃)
  • 软包装(塑料、纸、箔材)
  • 湿产品(乳制品、鹰嘴豆泥 hummus)
  • 干产品(大米、燕麦)
  • 生鲜/原料(鸡肉、牛肉、鱼、蔬菜和水果)

需要注意的是,松散且连续流动的散料无法在检重秤上称重。

这取决于被称重的产品以及所安装的检重秤型号。举两例:Thermo Scientific Versa 8120  检重秤可支持每分钟最高 550 个刚性包装的产线速度。Thermo Scientific Versa Frame 44HB 重载称重框架面向严苛工业环境设计,线速最高可达每分钟 100 包(根据包装长度,最高可达 300 fpm)。

在线检重秤的合理设计会影响精度。关键因素包括:

  • 产品速度
  • 产品重量与尺寸
  • 产品进入/离开检重秤的转移方式
  • 剔除方式与结构设计

输送线必须保持水平并对齐。皮带与链条应定期检查磨损或产品堆积情况;输送机之间的间隙应尽量减小,且进料段与称重台的皮带/链条应以相同速度运行。另一个影响称重精度的重要因素是产品中心之间的间距,以确保任何时刻称重台上不会同时存在多个产品。上述各因素相关的校准应定期进行。

The Thermo Scientific Versa Flex 与Versa Flex GP 检重秤系列面向干燥类包装应用,如烘焙食品、零食、预制食品、调味品、意面/大米/豆类、烘焙原料(面粉、糖等)、个人护理品(如纸尿裤、香皂和面霜),以及药品等。

Thermo Scientific Versa Rx 与 Versa RxV 制药检重秤专为制药应用设计。系统精度极高——在 3 sigma 条件下可达 ±50 mg,速度最高可达 550 ppm。其洁净化设计,并采用松带(slack belt)刀口式进料转移结构,带来卓越精度与最佳的产品处理性能。适用于多种产品,包括泡罩包装(blister packs)、纸盒、塑料瓶、玻璃瓶、软包装袋(pouches)以及小型气雾罐等。

Thermo Scientific Versa Teorema 罐装检重秤专为高速罐装称重而设计。进料螺杆(feedscrew)可对开口或封口的钢罐/铝罐进行可靠分距,速度最高可达 700 罐/分钟。设备在进料与出料端具备横向输送转移能力,并配备光电传感器(photo-eyes),通过止罐装置(can-stop)实现对罐体的受控进料。

检重秤有时会接触到可能泄漏或溢出的食品。为防止污染,设备需要定期冲洗清洁,因此必须满足 IP65 冲洗等级要求。相应地,检重秤部件采用可耐受化学清洗的材料制造,如奥氏体钢、ANSI 304 不锈钢;在更严苛环境下则使用更耐腐蚀的 ANSI 316 不锈钢。

 

设备通常采用尽量减少水平平面与缝隙的设计,以降低食品残留堆积,并使用不锈钢输送床板。IP65 外壳可提供基础防水保护,包括耐受冲洗时使用的高压喷淋水流。

检重秤本身不能检出物理异物,但可与食品金属检测器和 X 射线检测系统组合使用,由后者完成异物检测。食品制造商可借助组合方案检出金属与非金属异物,并避免金属检测中常见的“湿产品效应”影响。与检重秤结合后,金属检测器与 X 射线检测系统还能增强对包装产品的检测能力,例如识别缺失件/缺失组件、装量不足或过量,以及其他质量问题。


金属检测器

食品金属检测器是食品加工企业用于确保仅向消费者出货“合格、无金属污染”产品的关键工具之一。近年来食品金属检测器引入的最新技术是 Multiscan 多频扫描能力:关键控制点(CCP)可扫描最多五个完全可调的频率,用于发现以往难以检出的金属类型与尺寸。它是如何做到的?以下是关于该技术的一些常见问题与解答。

Multiscan 食品金属检测器利用真正的频率谱并结合新的信号处理技术,从而将漏检概率降至接近零。关键控制点(CCP)可扫描最多五个完全可调的频率,用于发现此前难以检出的金属类型与尺寸。它就像在生产线上串联了最多五台金属检测器,能将漏检概率降低多个数量级。

即便在五个频率下进行金属检测仍可能具有挑战,但 Multiscan 技术依然可以做到易于使用。Multiscan 金属检测器通过向导、图形化显示与报表,帮助完成设置、使用以及性能调整。

反馈是即时的。设备运行时,Multiscan 允许你实时查看所有已选频率,并调取最近 20 次剔除的报告,以了解剔除原因。

Multiscan 金属检测器会通过电气方式自动对各频率进行平衡。首次平衡可能需要几分钟,但对性能提升影响很大。为节省时间,除非新增频率,否则系统会沿用上一次的平衡数据。软件还会持续运行自动平衡(autobalance)过程,以消除由极小不平衡引起的最终误差。系统甚至提供平衡诊断界面,便于高级用户确认平衡正确,并排除金属检测器内部故障。

当产品具有导电性并影响金属检测器产生的磁场时,就会出现“产品效应(product effect)”。这通常发生在高盐、高水分产品中,并可能给食品安全带来挑战。

 

克服这一挑战的最佳方法是使用更多频率。配备 Multiscan 技术的食品金属检测器允许操作人员在 50 kHz 到 1000 kHz 之间选择最多五个频率组合。系统随后以极高速度在各频率间扫描。运行五个频率可使设备尽可能接近对任何潜在金属的“理想状态”。由于针对每种关注金属都能运行其最优频率,灵敏度得到优化。最终,检出概率呈指数级提高,漏检(escapes)被消除。

最佳频率是能“检出该金属”的那个频率,但遗憾的是,同一种金属的不同尺寸会产生不同的磁性与导电响应。此外,金属的形状、方向和位置也会改变金属检测器中的信号结果。因此,最佳的金属检测技术应具备同时扫描多个频率的能力——频率越多越好。

使用最多五个频率并不意味着 Multiscan 技术会产生 5 倍的误剔除数量。如果你发现某些剔除属于误判,可快速跳转到需要调整的控制项进行修正。

普遍认为,铁磁性金属最容易检出,这是由铁的磁性决定的。当电磁场中存在铁磁性金属时反应最强,且频率越低反应越大。相反,不锈钢属于含铁量较低的合金,几乎没有或完全没有磁性。要用金属检测器检出不锈钢,需要运行高频,而不是用于铁磁性材料的低频。高频场会在不锈钢中感应电流,进而产生新的磁场,与金属检测器的原始磁场相互作用形成信号。

任何检测系统都存在一定的漏检概率。金属类型、形状、位置、产品效应等都会影响对金属污染物的检出。举个假设例子:如果过去你发现每 100 万包(1 ppm)会出现 1 次漏检;按每秒 1 包、每天 16 小时、每周 5 天计算,大约每 3–4 周就会发生一次漏检。一次漏检可能造成数千到数百万美元的损失。Multiscan 技术能显著降低该数字,因为它相当于让同一包装在不同频率下连续通过五台串联的金属检测器进行检测。

微小金属异物产生的信号非常微弱,而金属检测器通常运行在工厂环境中,存在多种可能的噪声源,会干扰检测器的电子系统与软件。请确保处理任何可能影响测试结果的干扰源:

  • 大功率电机频繁启停
  • 电气/电子控制箱辐射宽频噪声
  • 生产设备振动导致金属检测器内天线发生极轻微位移
  • 电源电压突升或骤降
  • 温度在冰点到沸点之间大幅波动并反复变化

金属检测器——灵敏度测试

食品级金属检测器对食品制造商的质量保证与安全体系至关重要。如何测试设备以帮助确保检测器运行准确?以下是我们收到的关于食品金属检测器(包括 Multiscan 食品金属检测器)及设备测试的常见问题(FAQ)与最佳实践解答。

 

请注意,不同金属检测器的工作方式与性能表现可能不尽相同。请向设备制造商确认具体测试说明。

探头尺寸应基于包装尺寸确定。应尽可能贴近生产条件进行模拟,包括速度、温度以及产品的朝向/姿态。

对于大多数应用,开口尺寸应比计划通过食品级金属检测器的最大包装宽 2 英寸、高 2 英寸。

对于潮湿或导电性产品,应将包装在探头中沿垂直方向居中放置,使包装上下两侧的距离尽量相等。通常这意味着探头高度会大于标准尺寸推荐值。这样可通过让产品远离电磁线圈来降低产品信号。

“冷冻”是一个笼统概念。对于金属检测而言,必须充分了解产品的实际温度与冻结状态,因为检测结果会发生显著变化。完全冻透到核心的产品往往会像干燥产品那样被设备“学习(learn)”,几乎没有或完全没有产品效应。相反,部分冻结的产品在通过金属检测器时响应会截然不同,并可能在一天中生产条件变化时导致大量误剔除。理想情况下,应在生产环境中以正确温度与冻结状态对冷冻食品进行金属检测器设定。

默认灵敏度设置为:比学习(learn)过程中遇到的峰值信号低 6 dB(或低 50%)。如果产品信号不稳定,这通常是安全设置;若信号非常稳定,则可将灵敏度提高到比峰值信号低 3 dB(或低 30%)。对于标准金属检测器,应将检测阈值(detect thresholds)设为最大产品信号的约 1.2–1.5 倍。对于 Multiscan 食品金属检测器,设备测试的最佳实践是:将同相(in phase)与正交(out of phase)阈值都设为比剔除信号(36 dB)低 3 dB(即 1.4 倍)。

对于所有食品级金属检测器,应尽可能消除背景噪声干扰,然后从制造商默认设置开始,并确保使用生产样品进行设定/调试。

应在包装的多个位置放置金属球进行测试,并尽量使金属位于探头高度的中线位置以及包装的中部。应测试前端与后端、两侧、(尽可能)包装的绝对中心以及顶部。需明确在所有位置都能检出的最小金属尺寸。

当标准食品级金属检测器在前沿或后沿位置发生漏检时,应按制造商建议调整灵敏度;必要时增大测试金属尺寸,直到能够检出为止。

普遍认为,铁磁性金属最容易检出,这是由铁的磁性决定的。电磁场对铁磁性金属的反应最强,且频率越低反应越大。相反,不锈钢属于含铁量较低的合金,几乎没有或完全没有磁性。要用金属检测器检出不锈钢,需要运行高频,而不是用于铁磁性材料的低频。高频场会在不锈钢中感应电流,进而产生新的磁场,与金属检测器的原始磁场相互作用形成信号。

微小金属异物产生的信号非常微弱,而金属检测器运行在工厂环境中,存在多种可能的噪声源,会干扰检测器的电子系统与软件。请确保处理以下可能影响测试的干扰源:

  • 大功率电机频繁启停
  • 电气/电子控制箱辐射宽频噪声
  • 生产设备振动导致金属检测器内天线发生极轻微位移
  • 电源电压突升或骤降
  • 温度在冰点到沸点之间大幅波动并反复变化

X 射线检测系统

食品加工企业越来越依赖 X 射线检测设备在生产过程中检出物理异物。X 射线检测设备有助于保障消费者安全并保护企业品牌。但设备本身是否安全可操作?以下是关于食品饮料行业 X 射线检测设备安全性的常见问题与解答。

大多数食品原料来源于田地、果园或农场等自然环境。收获过程中可能夹带石子、玻璃等异物并被带入加工厂。此外,制造设施中的物体(如金属以及某些非常硬的塑料)也可能因设备或工艺故障进入加工流程。这些风险及其相关成本推动了全球更严格的检测政策。食品加工企业正将 X 射线检测纳入整体食品安全计划,以帮助确保终端产品在到达消费者之前不含不期望的污染物。

食品 X 射线检测系统基于产品与污染物的密度差异。X 射线本质上是波长极短、肉眼不可见的高能光波。当 X 射线穿透食品时会损失部分能量;密度更高的区域(如污染物)会进一步降低能量。X 射线穿出产品后到达传感器,传感器再将能量信号转换为食品内部图像。异物通常呈现为更深的灰度阴影,从而帮助识别外来污染物。

 

若你希望进一步了解食品 X 射线检测系统的工作原理,可下载我们的免费电子书《食品金属检测与 X 射线检测实用指南》 。

食品 X 射线检测系统不会使用可能不安全的放射性材料来生成 X 射线图像,而是依靠 X 射线管以电气方式产生 X 射线束。射线束照射被检测物体,物体另一侧的数字探测器生成用于分析的图像。与使用放射源的系统相比,其优势之一是:一旦关闭 X 射线管,X 射线能量会立即停止。

 

不过,食品 X 射线系统确实会产生电离辐射,因此需要了解哪些暴露水平被认为是安全的、可能适用哪些法规、为满足法规采用哪些安全装置,以及在制造与安装过程中采取了哪些措施以确保全面安全。制造商会通过限制辐射泄漏来降低暴露,例如使用机械屏蔽,并在设备入口与出口安装帘幕以进一步减少辐射泄漏。客户应定期检查帘幕磨损情况并及时更换。

尽管食品 X 射线系统在正常使用时会产生辐射,但由于屏蔽防护,站在控制面板处的工作人员通常不会从设备获得辐射暴露。事实上,这些设备的辐射泄漏通常为每小时 0.1 毫雷姆(mrems)或更低,而且泄漏多发生在入口或出口等工作人员通常不会停留的位置。按每小时 0.1 mrems、每周 40 小时、每年 50 周计算,在最不利情况下工作人员一年额外暴露约 200 mrems,远低于最大暴露指南。国际放射防护委员会也指出,人们在辐射导致健康风险之前,每年可吸收 5,000 mrems(约为自然剂量的 8 倍)。

在日常生活中,我们都会受到自然背景辐射的影响。根据美国核管理委员会(United States Nuclear Regulatory Commission)的数据,自然辐射约占普通人每年经历的 620 mrems 辐射剂量的一半。正如上一个问题所述,国际放射防护委员会也指出,人们在辐射导致健康风险之前,每年可吸收 5,000 mrems(约为自然剂量的 8 倍)。

 

为帮助理解食品生产中 X 射线暴露的水平,以下列出一些常见生活情境下人们所接受的平均辐射剂量:

  • 全身 CT 扫描 = 1,000 mrem
  • 到达地表的自然/宇宙射线 = 310 mrem/年
  • 跨大西洋飞行 = 2.5 mrem
  • 牙科 X 光 = 1.5 mrem
  • 食品 X 射线检测 = 0.1 mrem/小时**

**在运行时,食品检测系统每小时的辐射泄漏最高可达到上述水平,但通常仅出现在非常靠近开口(aperture)入口/出口的位置。由于操作人员在该位置停留时间有限,其在一个平均工作班次中所接受的辐射剂量会低得多(通常为零)。

 

下载白皮书《食品产品 X 射线检测:你需要了解的安全事实》

全球各国均有监管标准以帮助确保 X 射线安全。这些法规旨在确保 X 射线设备可在各种可能的条件下由技术人员与操作人员安全使用。以下展示了一些按国家/地区划分的关键法规示例:

 

Country

Regulatory standard

United States

Code of Federal Regulations 21 Part 1020.40 (cabinet X-rays)

Canada

RED (Radiation Emitting Devices) Act

United Kingdom

IRR 1999

France

NCF-74-100

Spain

UNE 73-302

China

GB18871-2002

 

Thermo Scientific 的 X 射线检测设备在这些地区销售与安装前,都会先获得符合上述标准的认证。


X 射线检测系统——侧射(Sideshoot)

Thermo Scientific Xpert Sideshoot X 射线检测系统是一种高速、高性能的水平 X 射线束系统,专为快速识别异物以及产品或包装错误、以便迅速采取纠正措施而设计。该侧射系统面向高型包装(如金属罐、塑料瓶、纸盒以及自立袋)检测,使用大幅面水平射线束,在扫描竖直放置的容器时提供更高灵敏度与更准确结果。以下是关于侧射 X 射线检测系统的一些常见问题与解答。

大多数 X 射线检测系统使用一束从上到下垂直穿过包装的射线束。侧射食品 X 射线检测系统则使用水平 X 射线束(从后向前或从前向后)。

 

工业食品 X 射线检测系统是在食品离开加工厂之前识别食品中外来污染物的第一道防线之一。在 X 射线图像中,阴影越深代表密度越高。结合自动图像分析,X 射线系统可检出高密度、具有尖锐边缘或特定形状/尺寸的污染物,包括金属、玻璃碎片、石子以及塑料或骨片等。

 

工业食品 X 射线检测系统基于产品与污染物的密度差异。X 射线本质上是波长极短、肉眼不可见的高能光波。当 X 射线穿透食品时会损失部分能量;密度更高的区域(如污染物)会进一步降低能量。X 射线穿出产品后到达传感器,传感器再将能量信号转换为食品内部图像。异物通常呈现为更深的灰度阴影,从而帮助识别外来污染物。

在食品 X 射线系统中,X 射线束应尽量穿过包装的最小厚度方向——对于高型直立容器,这通常是其侧面。多数食品 X 射线检测系统采用垂直射线束(自上而下)用于袋装或盒装等扁平包装的异物检测与产品检验。若对高型包装进行垂直照射,射线束必须穿透容器的整个高度,这是最厚、密度最大的方向,检测难度更高。侧射 X 射线检测系统将射线源布置在设备前方或后方,使水平射线束穿过直立的罐、瓶、软包装袋(pouches)及其他高型竖直包装的侧面。大幅面水平射线束在扫描竖直容器时可提供更高灵敏度与更准确结果。

Thermo Scientific Xpert Sideshoot X 射线检测系统面向高速罐装、瓶装、纸盒与软包装袋(pouch)产线设计,速度最高可达每分钟 500 包。探测器扫描速率最高可达 2800 线/秒。

单束设备虽然有效,但有时在容器底部会存在“盲区”,尤其当底部较厚且呈拱形时。配备多束且以不同角度布置的侧射食品 X 射线系统可最大限度减少并显著消除盲区,从而提高该区域对更小污染物的检出概率。

可以。当瓶盖/盖膜由金属制成时,Xpert Sideshoot 系统可检出缺失或歪斜的瓶盖/盖膜。但由于瓶盖/盖膜类型差异较大,需要使用针对特定产品几何结构的软件配置。

需要,但防辐射帘幕往往会导致直立容器被碰倒或移位。在这种情况下,可采用带弯曲结构的“曲折通道式(chicane-style)”外罩来免除帘幕需求,因为 X 射线无法沿曲线拐弯——当然,如有偏好也可继续使用帘幕。

灌装液位检测是可配置参数,可用于判断容器是否明显欠装。液位检测适用于均质产品,且产品与顶空(head space)之间存在清晰界面(通常为液体或凝胶)。当产品与顶空之间没有清晰界面,或粉末类产品液位不一致时,液位检测则不起作用。

是的,Xpert Sideshoot 系统符合 HACCP(危害分析与关键控制点)要求。

“玻璃中玻璃”检测应使用多束食品 X 射线系统,因为多束可从更多角度观察同一瓶体,从而提高对更小玻璃碎片的检出能力。

需要。西林瓶的尺寸与形状差异较大,可能需要不止一个定时/节拍装置。为确保西林瓶间距正确,必须使用定时装置。此外,该类设备占地面积通常较大。

仅供科研使用。不得用于诊断用途。